Vanadium

Vanadium
Vanadium
TitaneVanadium
  Structure cristalline cubique à corps centré

23
V
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
                                                               
                                   
V
Nb
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Informations générales
Nom, symbole, numéro Vanadium, V, 23
Série chimique métaux de transition
période, 4, Masse volumique 6,0 g·cm-3 (18,7 °C)[1]
7
Blanc argenté
No CAS 7440-62-2
No EINECS 231-171-1
Propriétés atomiques
Masse atomique 50,9415 ± 0,0001 u[1]
Rayon atomique (calc) 135 pm (171 pm)
Rayon de covalence 1,53 ± 0,08 Å [2]
[d3 4s2
niveau dénergie 2, 8, 11, 2
État(s) doxydation 5, 3
Oxyde Amphotère
Structure cristalline Propriétés physiques
État ordinaire solide
Point de fusion 1 910 °C [1]
Point débullition 3 407 °C [1]
20,9 kJ·mol-1
452 kJ·mol-1
Volume molaire 8,32×10-6 m3·mol-1
Pression de vapeur 3,06 Pa à 1 659,85 °C
Vitesse du son 4 560 m·s-1 à 20 °C
Divers
Pauling) 1,63
490 J·kg-1·K-1
4,89×106 S·m-1
30,7 W·m-1·K-1
[1]
1re : 6,74619 eV 2e : 14,618 eV
3e : 29,311 eV 4e : 46,709 eV
5e : 65,2817 eV 6e : 128,13 eV
7e : 150,6 eV 8e : 173,4 eV
9e : 205,8 eV 10e : 230,5 eV
11e : 255,7 eV 12e : 308,1 eV
13e : 336,277 eV 14e : 896,0 eV
15e : 976 eV 16e : 1 060 eV
17e : 1 168 eV 18e : 1 260 eV
19e : 1 355 eV 20e : 1 486 eV
21e : 1 569,6 eV 22e : 6 851,3 eV
23e : 7 246,12 eV
Isotopes les plus stables
AN Période MD PD
MeV
48V {syn.} 15,9735 j 4,012 48Ti
49V {syn.} 330 j 0,602 49Ti
50V 0,25 % 150×1015 a β- 2,208
—-—
1,037
50Ti
—-—
5051V
99,75 % neutrons
Précautions
Directive 67/548/EEC[3]
État pulvérulent :
Irritant
Xi
Facilement inflammable
F
7, 26, 33, 37, 43, 60,
SIMDUT[4]
Produit non classifié
SGH[3]
SGH02 : InflammableSGH07 : Toxique, irritant, sensibilisant, narcotique
Danger
H228, H315, H319, H335, P210, P241, P302, P305, P338, P351, P352, P405, P501,
Unités du SI & élément chimique, de symbole V et de numéro atomique 23.

C'est un métal rare, mou et ductile que l'on trouve dans certains minerais. Il est principalement utilisé dans les alliages.

Sommaire

Caractéristiques notables

Vanadium

Le vanadium est un métal blanc, brillant, mou et ductile. Il possède une bonne résistance à la corrosion par les composés alcalins, ainsi qu'aux acides chlorhydrique et sulfurique. Il s'oxyde rapidement à environ 933 K. Le vanadium possède une bonne force structurelle ainsi qu'une faible section efficace d'interaction avec les neutrons de fission, ce qui le rend utile dans les applications nucléaires. C'est un métal qui présente à la fois des caractéristiques acide et basique.

Les états d'oxydation communs du vanadium sont +2, +3, +4 et +5. Une expérience populaire faite en réduisant du vanadate d'ammonium avec du zinc métallique permet de démontrer par calorimétrie les quatre états d'oxydation du vanadium. Un état d'oxydation +1 existe mais est plus rarement rencontré.

Utilisations

Environ 80% du vanadium produit est utilisé dans le ferro-vanadium et comme additif dans l'acier. Autres utilisations :

  • Le pentoxyde de vanadium (V2O5) est utilisé dans les corrosion chaude par des gaz ([5] (2007).
  • Le vanadium est utilisé dans certains alliages d'acier inoxydable comme par exemple pour l'acier chirurgical.
  • Mélangé à l'aluminium et au titane on l'utilise dans la fabrication des moteurs de jet.
  • Des composés de vanadium sont utilisés comme acide sulfurique ou de l'anhydre maléique.
  • On le trouve comme pigment du Bleu Vanadium.

Histoire

Le nom vanadium vient de Vanadis, « Dís des Vanir », autre nom de Andrés Manuel del Río un minéralogiste espagnol à Mexico en 1801. Il le baptisa alors « plomb brun » (maintenant appelé vanadinite). Lors de ses expériences, il découvrit que cette couleur provenait de traces de Hippolyte-Victor Collet-Descotils déclara alors que le nouvel élément de del Rio n'était que du chrome impur, et le Baron Alexander von Humboldt, ami de del Rio, fut du même avis. Del Rio se rangea lui-même à leurs conclusions.

En 1831, un suédois du nom de Nils Gabriel Sefström, redécouvrit le vanadium dans de nouveaux oxydes qu'il trouva en travaillant sur des minerais de fer. Plus tard la même année Henry Enfield Roscoe en 1867. Celui-ci réduisit du chlorure de vanadium (Vdihydrogène.

Rôle biologique

À faible dose, le vanadium est un oligoélément, composant essentiel de certaines rats et les poulets en ont besoin d'une quantité infinitésimale pour éviter des déficiences dans la croissance et la reproduction. Le vanadium est à l'étude pour le traitement du metformine, avec des effets indésirables réputés minimes. En tant qu'élément naturel, il n'est pas brevetable.

Contamination environnementale, présence dans l'environnement

Le vanadium est très faiblement présent en solution dans locéan (de 1 à 3 μg/L) ; par exemple 1,22 μg/L en moyenne dans l'eau du fond du mer des Sargasses, 1,53 à 2,03 μg/L dans le Pacifique. Il a rarement été mesuré sur la frange littorale, mais quelques études ont trouvé des taux variant de 0,61 μg.l-1 à 7,1 μg.l-1 sur le littoral de la Mer Noire[6].

Dans l'air ou dans l'eau, il provient essentiellement des émissions volcaniques, de l'oxyde de titane qui en contiennent beaucoup (Ex : 317 t/an apporté par la Seine en [6].

La pollution de l'air par la combustion d'pétrole brut Arabie saoudite en renferme de 29 à 60 mg par kg de pétrole, soit un apport de 12 000 à 24 000 t/an dont 10 à 15 % rejoignent la mer via les pluies. 53 % de tout le vanadium de l'air serait ainsi d'origine anthropique[6].

Écotoxicologie

Le vanadium peut inhiber certaines réactions enzymatiques. La dose létale sur 9 jours pour la moule a été évaluée à 65 mg/Litre [6]. De nombreux organismes marins le concentrent (Les Tunicates (Urochordés) ont une concentration interne de vanadium jusqu'à un million de fois supérieure à celle de l'eau ils vivent), mais souvent en l'inertant (seule une faible partie est assimilée, le reste étant fixé ou métabolisé et excrété).

Occurrence

On ne trouve pas de vanadium libre dans la nature, mais on le trouve sous forme liée dans au moins 65 minéraux comme la patronite (VS4), la vanadinite (Pb5(VO4)3carnotite (K2(UO2)2(VO4)2.3tanzanite. Le vanadium est aussi présent dans la pétrole, le bitume.

Le spectre du vanadium a aussi été détecté dans la lumière du Soleil ainsi que dans celle de certaines Isotopes

Le vanadium dans la nature est formé de 2 isotopes : l'isotope 50 à 0,24 %, très faiblement radioactif à sa

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Notes et références

  1. a, b, c, d et e (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, 2009, 90e éd., Relié, 2804 p. (ISBN 978-1-420-09084-0) 
  2. (en) Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez, « Covalent radii revisited », dans Dalton Transactions, 2008, p. 2832 - 2838 [lien DOI] 
  3. a et b ALFA
  4. « Vanadium élémentaire » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la Australian Island Using Flow Batteries To Store Wind Power : MetaEfficient
  5. a, b, c et d Surveillance du milieu marin, travaux du Réseau National d'Observation de la Qualité du Milieu Marin Ifremer, Le RNO : programmes actuels - L'argent, le cobalt, le nickel et le vanadium dans les mollusques du littoral français - Les carottes sédimentaires, mémoire de la contamination, Bulletin Ifremer, 2002


 
Li O Ne
Na Mg Al Si P S K Sc Ti V Mn Ni Zn Se Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Te Xe
  Pr Nd Pm Sm Tb Tm Yb Lu Ta W Re Os Pt Au Hg Tl Pb Po Rn
Ra   Ac Th Pa U Np Pu Am Md No Rf Sg Mt Rg Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo
Uue Ubn * Ute Uqn Uqu Uqb Uqt Uqq Uqp Uqh Uqs Uqo Uqe Upn Upu Upb Upt Upq Upp Uph Ups Upo Upe Uhn Uhu Uhb Uht Uhq Uhp Uhh Uhs Uho
   
   
  * Ubu Ubb Ubt Ubq Ubp Ubh Ubs Ubo Ube Utn Utu Utb Utt Utq Utp Uth Uts Uto  


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